FR2514470A1

FR2514470A1 - COMBUSTION CHAMBER WALL COATING FOR SOLID COMBUSTION HEATING BOILER

Info

Publication number: FR2514470A1
Application number: FR8217214A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-10-14
Filing date: 1982-10-14
Publication date: 1983-04-15
Also published as: DK448182A; FR2514470B3; DE3140709A1; IT1153245B; IT8223738A0; ATA377982A; BE894704A

Abstract

In order to ensure, in particular on solid-fuel heating boilers, that a sufficiently high temperature in the combustion chamber but nevertheless good heat transmission to the water-bearing double walls of the combustion chamber is guaranteed, a particular combustion chamber wall design is envisaged, which according to the invention consists in that there are arranged next to one another in a surface-covering manner on the inner surface (1) of the water-bearing double wall (2) sheet-metal strips (3). The edge regions of these sheet-metal strips are connected in a heat-conducting manner to the inner surface (1) of the double wall (2). The sheet-metal strips (3), together with the inner surface (1), on which they are arranged, enclose cavities (7).

Description

Revêtement de paroi de chambre de combustion pour chaudière de chat fage à combustion solide". Combustion chamber wall covering for solid combustion fage cat boiler ".

L'invention concerne un revêtement de paroi da chambre de combustion pour chaudière de chauffage à combustible soli de comportant des parois doubles refroidies par eau, dites "à conduction d'eau"
Les chaudières à combustible solide comportar des parois doubles refroidies par eau sont bien connues par exemple par le brevet américain N"2 399 871.The invention relates to a wall lining of a combustion chamber for a solid fuel heating boiler having double walls cooled by water, called "water conduction"
Solid fuel boilers with double walls cooled by water are well known, for example, from US Pat. No. 2,399,871.

Il est vrai que les parois à refroidissement par eau réalisent une bonne extraction de la chaleur, fournissent une température relativement faible à l'extérieur et sont relativemei faciles à isoler contre le rayonnement thermique et/ou les pertes thermiques . Mais ceci s'oppose à la nécessité que, pour le chauf f ge à partir en particulier de combustible solide, tel que le bois, le charbon, la paille ou analogue, il doit régner dans le foyer une température suffisamment élevée. Si l'on ne refroidit pas les parois des systèmes de chauffage au moyen d'eau, et si on les réalise simplement en matériaux réfractaires, il est alors nécessaire d'uti liser une grande quantité de matériaux pour que le côté extérieur d la paroi du dispositif de chauffage ne soit pas trop chaude.En outre, les matières céramiques, comme le pisé réfractaire damé, les plaques, les briques ou analogues, sont soumises à une usure qui" selon les circonstances n'est pas négligeable. Elles doivent être renouvelées après un certain temps d'utilisation, ce qui, naturelle ment, est également valable lorsque, malgré la présence de parois à conduction d'eau, on installe en plus de tels matériaux réfractaires. It is true that the water-cooled walls achieve good heat extraction, provide a relatively low outside temperature and are relatively easy to insulate against thermal radiation and / or heat loss. But this is opposed to the need that, for heating from solid fuel in particular, such as wood, coal, straw or the like, there must be a sufficiently high temperature in the hearth. If the walls of heating systems are not cooled with water, and if they are simply made of refractory materials, then it is necessary to use a large quantity of materials so that the outer side of the wall of the heater is not too hot. In addition, ceramic materials, such as packed refractory clay, plates, bricks or the like, are subject to wear which "depending on the circumstances is not negligible. They must be renewed after a certain time of use, which, naturally, is also valid when, despite the presence of water-conducting walls, it is installed in addition to such refractory materials.

La présente invention se propose donc de réaliser un revêtement de paroi de chambre de combustion pour chaudière de chauffage à combustible solide qui est mieux adaptée à ce problème, c'est-à-dire qu'en maintenant les doubles parois à conduction d'eau, il faut obtenir que, d'une part, cependant on obier ne dans la chambre de combustion des températures suffisamment éle- vées pour la combustion des combustibles solides et, d'autre part, on obtienne un bon transfert thermique à la paroi double à conduction d'eau. The present invention therefore proposes to provide a lining of the combustion chamber wall for a solid fuel heating boiler which is better suited to this problem, that is to say by maintaining the double walls with water conduction. , it is necessary to obtain that, on the one hand, however, obi ne in the combustion chamber of the temperatures sufficiently high for the combustion of solid fuels and, on the other hand, we obtain a good thermal transfer to the double wall to water conduction.

Ceci est obtenu dans un revêtemeJit de paroi de chambre de combustion du type cité plus haut, conformément à l'invention, par le fait que, sur la face sstérielve de la paroi double à conduction d'eau, on dispose des bandes de tôles disposes à recourrement de surface l'une à côté de l'autre et présentant une courbure concave ou convexe par rapport à la face intérieure ; ces bandes de tôles sont soudées,de manière à conduire la chaleur, au moins sur des sections partielles, par au moins une de leurs bordures, sur la face interne de la paroi double et, dans les espaces creux délimités par la face intérieure et les bandes de tôles, sont disposés des éléments supports. This is obtained in a lining of the combustion chamber wall of the type mentioned above, in accordance with the invention, by the fact that, on the sistérielve face of the double wall with water conduction, there are strips of sheets arranged with surface overlap one next to the other and having a concave or convex curvature with respect to the internal face; these sheet metal strips are welded so as to conduct heat, at least over partial sections, by at least one of their edges, on the internal face of the double wall and, in the hollow spaces delimited by the internal face and the strips of sheets, are arranged support elements.

Un tel revetement n'est naturellement pas limité aux parois arrière et latérales de la chambre de combustion, mais on peut également en équiper toutes les parois délimitant la chambre de combustion, donc egalement le dessus de la chambre de combustion. Such a coating is naturally not limited to the rear and side walls of the combustion chamber, but it is also possible to equip all the walls delimiting the combustion chamber, therefore also the top of the combustion chamber.

De préférence, on utilise de l'acier spécial pour les bandes de tôles. La présente invention a donc également pour objet un revêtement en acier spécial qui peut accepter facilement des températures de 700 à 8000C, mais dans lequel une partie de la chaleur circule directement à travers les liaisons soudées conductrices de la chaleur vers le paroi à conduction d'eau, si bien qu'il ne peut se produire, pour le revêtement, aucune surchauffe accompagnée de phénomènesde corrosion.De tels écrans de revêtement sont certes connus dans les chaudières conY=tdnt des tubes de conduite d'eau qui s'étendent devant une paroi sans conduction d'eau munie d'une protection thermique, mais une extraction de chaleur directe vers les tubes de conduites d'eau n'est pas possible parce que, si l'on ne tient pas compte des quelques éléments à très faible conduction thermique servant de maintien à l'écran thermique ou au revêtement, un transfert de chaleur direct et dirigé sur les tubes n'est pas possible. Preferably, special steel is used for the sheet metal strips. The present invention therefore also relates to a coating of special steel which can easily accept temperatures of 700 to 8000C, but in which part of the heat circulates directly through the welded heat-conducting connections towards the conduction wall. water, so that it cannot occur, for coating, overheating accompanied by corrosion phenomena. Such coating screens are certainly known in boilers conY = tdnt water pipes which extend in front of a wall without water conduction provided with thermal protection, but a direct heat extraction towards the water pipes is not possible because, if we do not take into account the few elements with very low conduction thermal serving to maintain the thermal screen or coating, a direct and directed heat transfer on the tubes is not possible.

Pour éviter~que des gaz de combustion ne parviennent directement sur la paroi refroidie par eau, on peut remplir les espaces creux également avec une masse résistante à la chaleur ; dans ce cas, cette masse ne constitue naturellement pas un élément de revêtement nécessitant d'être échangé, puisque cette masse est protégée et maintenue par les bandes de tôles. To avoid ~ that combustion gases do not reach the water-cooled wall directly, the hollow spaces can also be filled with a heat-resistant mass; in this case, this mass naturally does not constitute a covering element needing to be exchanged, since this mass is protected and maintained by the sheet metal strips.

Mais il est également possible de protéger les espaces creux contre une traversée de gaz chauds au moyen de bords inférieurs des bandes de tôles, lesdits bords inférieurs ayant été dimensionnés de manière correspondante et pliés à arête vive. However, it is also possible to protect the hollow spaces against a crossing of hot gases by means of lower edges of the sheet metal strips, said lower edges having been dimensioned correspondingly and folded with sharp edges.

En outre, les bandes de tôles peuvent être utilisées à certains endroits du foyer également comme éléments participant à la combustion, à savoir comme canaux d'apport pour 1 air secondaire, ce qui sera expliqué en détail plus bas. De ce fait, l'air traversant est particulièrement bien chauffé de manière préalable. In addition, the metal strips can be used in certain places of the hearth also as elements participating in the combustion, namely as supply channels for 1 secondary air, which will be explained in detail below. As a result, the air passing through is particularly well heated beforehand.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, faite à titre illustratif en se référant aux dessins ci-annexés, sur lesquels
- la fig.1 est une coupe à travers le revêtement de paroi double,
- la fig.2 est une coupe à travers une chaudière à combustible solide comportant le revêtement de paroi double conforme à l'invention, et
- les fig.3 à 6 sont des coupes d'autres formes de réalisation du revêtement de paroi double.Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows, given by way of illustration with reference to the attached drawings, in which
- fig.1 is a section through the double wall covering,
FIG. 2 is a section through a solid fuel boiler comprising the double wall covering according to the invention, and
- Fig.3 to 6 are sections of other embodiments of the double wall coating.

CQmme on peut le voir sur la fig.1, sur la surface intérieure 1 de la paroi double 2 qui fait face aux flammes du foyer, sont placées des bandes de tôle qui présentent une courbure convexe 5 par rapport à la surface 1, qui sont en acier spécial et dont les bords 4 sont pliés à un angle de 450 ; les bordures voisines de deux bandes 3 sont reliées à la surface intérieure 1 de manière à conduire la chaleur, chacune au moyen d'un cordon de soudure 6 seul. As can be seen in fig. 1, on the inner surface 1 of the double wall 2 which faces the flames of the hearth, are placed strips of sheet metal which have a convex curvature 5 with respect to the surface 1, which are made of special steel and whose edges 4 are bent at an angle of 450; the neighboring edges of two strips 3 are connected to the interior surface 1 so as to conduct heat, each by means of a weld bead 6 alone.

Comme on peut le voir sur la fig.4, les surfaces 5 peuvent également présenter une courbure concave par rapport à la surface intérieure 1. As can be seen in FIG. 4, the surfaces 5 can also have a concave curvature with respect to the interior surface 1.

En outre, comme cela est représenté fig.3, il est possible de réunir en une seule pièce toutes les bandes 3 ou une 'partie d'entre elles en vue du revêtement d'une surface inté rieure 1, ce qui est réalisé par estampage d'une plaque en acier spécial, de grande dimension correspondante. Les barrettes 6' de contact avec la surface intérieure 1 peuvent être ensuite reliées avec cette surface de manière à conduire la chaleur;par exemple par soudure avec un cordon de soudure enroulé. In addition, as shown in Fig.3, it is possible to join in one piece all the strips 3 or a 'part of them for coating an inner surface 1, which is achieved by stamping of a special steel plate, of corresponding large dimension. The bars 6 'of contact with the interior surface 1 can then be connected with this surface so as to conduct the heat, for example by welding with a wound weld bead.

Pour les bandes supérieures 3 représentées fig. For the upper bands 3 shown in fig.

1, on a représenté le remplissage de l'espace creux 7 avec une masse 8 d'isolant thermique résistant à la chaleur, une languette de maintien 9 pliée à angle vif étant disposée au moins à la bordure inférieure extrême 9'. 1, the filling of the hollow space 7 is shown with a mass 8 of heat-resistant thermal insulation, a retaining tab 9 bent at a sharp angle being disposed at least at the extreme lower edge 9 '.

La fig.2 représente la disposition des bandes de tôle 3 dans la chambre de combustion 10 d'une chaudière 11 de chauffage à combustible solide d'une construction particulière, mais qui, pour autant, n'est pas essentielle, ni significative pour la possibilité de disposition de tels revêtements. Fig. 2 shows the arrangement of the sheet metal strips 3 in the combustion chamber 10 of a solid fuel heating boiler 11 of a particular construction, but which, however, is not essential or significant for the possibility of disposing of such coatings.

Dans la zone de la paroi arrière 12 de la chaux dière, les espaces creux 7 des bandes de tôle 3 qui s'y trouvent ou seulement un certain nombre des bandes de tôle 3 ne sont pas remplies de masse 8 résistant à la chaleur, c'est-à-dire-que ces bandes de tôle 3 non remplies peuvent constituer des canaux pour l'apport d'air secondaire qui, dans l'exemple représenté, provient d'une-ouverture 13 et d'une chambre protégée de la chambre 14 collectrice des cendres au moyen d'une tôle 15, circule dans ces canaux, se réchauffe au passage et enfin, ressort dans la zone de la chambre < 3'évacua- tion 16 qui conduit aux surfaces de chauffe 17 disposées en aval. In the area of the rear wall 12 of the lime, the hollow spaces 7 of the sheet metal strips 3 therein or only a certain number of the sheet metal strips 3 are not filled with heat-resistant mass 8, c '' that is to say, these unfilled sheet metal strips 3 can constitute channels for the supply of secondary air which, in the example shown, comes from an opening 13 and from a chamber protected from the chamber 14 collecting the ashes by means of a sheet 15, circulates in these channels, heats up in the passage and finally, exits in the zone of the chamber <evacuation 16 which leads to the heating surfaces 17 arranged downstream.

Les bandes de tôle 13 constituant des canaux peuvent être conformées selon leur longueur de manière différente et alternée, si bien qu'une partie des-canaux se termine par exemple juste en dessous de la chambre d'évacuation 16 et une autre partie dans la zone 16. The sheet metal strips 13 constituting channels can be shaped according to their length in a different and alternating manner, so that part of the channels ends, for example, just below the discharge chamber 16 and another part in the area 16.

Comme représenté fig.5, il est également possible de disposer les bandes de tôle 3' à recouvrement comme des écailles et de les souder chacune par un bord 4'' à la surface intérieure 1 et par l'autre bord 4' à la bande de tôle-suivante qui la recouvre, cette soudure étant réalisée de manière à obtenir une bonne conduction de la chaleur, les bords 4" constituant d'une certaine manière des barrettes-support 18. As shown in fig. 5, it is also possible to arrange the sheet metal strips 3 'with overlap like scales and to weld them each by an edge 4' 'to the interior surface 1 and by the other edge 4' to the strip of the following sheet which covers it, this welding being carried out so as to obtain good conduction of heat, the edges 4 "constituting in a certain way support bars 18.

Pour assurer les bandes de tôle contre les contraintes résultant de coups ou de chocs se produisant éventuelle ment lors de la combustion de combustible solide, on peut disposer à peu près dans la zone médiane des espaces creux 7, des éléments support 18 sur la surface intérieure 1 ; on a représenté sur la fi 1 un de ces éléments, par exemple sous la forme d'une barrette. To ensure the sheet metal strips against the stresses resulting from blows or shocks possibly occurring during the combustion of solid fuel, it is possible to have, roughly in the middle zone of the hollow spaces 7, support elements 18 on the interior surface. 1; one of these elements is shown on fi 1, for example in the form of a bar.

Pour obtenir un transfert correct de la cha leur ou pour obtenir que les bandes 3 supportent la température élevée désirée, on dispose de deux moyens. En premier, on réalise les bandes avec une largeur correspondante et/ou on aménage des évidements 19 dans les bords 4, 4' des bandes, grâce à quoi, comme on peut le voir sur la fig.6 qui est une vue de dessus corresponda à la fig.5, seules les parties de bordures soudées participent à un transfert de chaleur direct. La disposition de tels évidements 19, qui n'ont été représentés sous forme d'évidements triangulaires qu'à titre d'exemple, est naturellement également possible sur leC bandes de tôle 3 représentées aux fig.1 à 4. Indépendamment de cela, il est également possible de disposer dans les zones de borc des cordons de soudure seulement sous forme de sections séparées, de r nière à fournir seulement dans ces sections un transfert de chalet direct correspondant à ce qui est désiré. Lorsque les languettes de maintien 9 sont dimensionnées en correspondance avec la section des espaces creux 7, elles peuvent également empêcher la circulation directe de gaz chauds, si bien qu'il n'est pas nécessaire de prévoir pour cela un remplissage avec une masse résistant au feu. Two means are available to obtain a correct heat transfer or to obtain that the strips 3 withstand the desired high temperature. First, the strips are produced with a corresponding width and / or recesses 19 are arranged in the edges 4, 4 ′ of the strips, whereby, as can be seen in FIG. 6 which is a top view corresponda in fig. 5, only the welded edge parts participate in a direct heat transfer. The arrangement of such recesses 19, which have only been shown in the form of triangular recesses by way of example, is naturally also possible on the sheet metal strips 3 shown in FIGS. 1 to 4. Regardless of this, there it is also possible to have weld beads in the bead areas only in the form of separate sections, so as to provide only in these sections a direct transfer from the chalet corresponding to what is desired. When the holding tabs 9 are dimensioned in correspondence with the section of the hollow spaces 7, they can also prevent the direct circulation of hot gases, so that it is not necessary to provide for this a filling with a mass resistant to fire.

Avantageusement, les bords 4 des bandes de tôles 3 représentées fig.1 ont une largeur qui correspond à une valeur comprise approximativement entre le 10ème et le 15ème de la largeur de l'ensemble de la bande de tôle 3. Advantageously, the edges 4 of the sheet metal strips 3 shown in fig. 1 have a width which corresponds to a value approximately between the 10th and 15th of the width of the entire sheet metal strip 3.

Claims

10) 1-lining of combustion chamber wall for solid fuel heating boiler comprising double water-conducting walls, characterized in that, on the internal surface (1) of the double water-conducting wall, sheet metal strips (3,3 ′) are arranged arranged side by side one next to the other and having a concave or convex curvature with respect to said internal surface (1), in that these sheet strips 13, 3 ') are welded, so as to conduct heat, at least on partial sections, along at least one of their edge zones, with the internal surface (1) of the double wall (2) and in this that support elements (18) are arranged in the hollow spaces (7) bounded by the interior surface (1) and the sheet metal strips (3,3 ').

20) Coating according to claim 1, characterized in that the sheet metal strips (3) are provided on their two sides with edges (4) -folded and directed towards the interior surface (1).

30) Coating according to claim 1, characterized in that the sheet metal strips (3 ') are overlapped in the manner of scales, and are fixed with thermal conduction each by one of its edges (4 ") constituting the support elements t18) on the inner surface (1) and by its other edge (4 ') to the next strip which covers it.

4) Coating according to claim 2, characterized in that the sheet metal strips (3) which cover surfaces are formed with their edges (4) by individual sheets.

50) Coating according to claim 4, characterized in that the edges (4) of the strips (5) made of individual sheets are folded to about 450 and in that the neighboring edges (4) of two sheets (3) are connected to the by means of a common weld bead (6) on the inner surface (1) of the double wall (2).

60) Coating according to claim 2, characterized in that the width of an edge (4) corresponds to approximately a value between the 10th and 15th of the width of the entire sheet metal strip (3).

70) coating according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the hollow spaces (7) disposed between the inner surface (1) of the double wall (2) and the sheet metal strips (3) are filled with '' a thermally insulating and heat resistant mass.

80) Coating according to any one of claims 1 to 7, characterized in that at least the front edges (9 ') lower bands (3) are provided with holding tabs (9) bent.

9) Coating according to any of claims 1 to 8, characterized in that the edges (4,4 ') of the strips (3,3') have at least one side of the recesses (19).